学习 | 聚乳酸纤维的鉴别方法

采用燃烧试验法、显微镜法、熔点试验法、红外吸收光谱法、化学溶解试验法可对聚乳酸纤维进行物理、化学性能的研究。

1. 显微镜法观察试验

对聚乳酸纤维进行显微镜观察，其横截面为近似圆形，纵截面纤维光滑、有明显斑点。

 

图1  聚乳酸纤维纵横向截面

2. 燃烧试验

纤维靠近火焰时纤维熔缩；接触火焰时纤维熔融、燃烧；离开火焰时纤维熔融燃烧、熔体下落；纤维燃烧时有淡淡的特殊甜味；残留物为浅灰色胶状物。根据燃烧试验方法，聚乳酸纤维同合成纤维特征较为相似，无特殊的表征现象。但聚乳酸纤维离开火焰燃烧时有独特的透明蓝色火焰，其残渣为极少量淡黄色胶状物，有别于涤纶纤维。但是这个表征现象并不十分明显，不能单用此方法确认是否为聚乳酸纤维。

3. 熔点试验

聚乳酸纤维在 150℃左右进行初熔，至 165℃~170℃完全熔融。在熔点法中，聚乳酸纤维的熔点在 165℃~170℃之间，涤纶纤维的熔点一般在252℃左右，锦纶6纤维在220℃左右，锦纶66在260℃左右，丙纶纤维在180℃，乙纶纤维在 160℃左右，虽然能将其与涤纶、锦纶区分开，但容易和乙纶混淆，加上许多低熔点涤纶的研发，使单纯应用熔点法不易进行定性鉴别。

4. 红外光谱

对聚乳酸进行红外吸收光谱分析试验，其红外吸收光谱图见图2。

 

图2  聚乳酸纤维红外吸收光谱图

由红外吸收光谱图可见在 1747cm-1 左右有双键伸缩振动强的吸收峰，C-O伸缩振动在1076cm-1 左右，1179cm-1 左右有二个最强的吸收峰，表明该纤维具有酯类特征的吸收峰，属聚酯家族。但 C=O 伸缩振动频率位置相应与苯环共轭的聚酯类要高，强度要弱。

在红外吸收光谱试验中，聚乳酸纤维和聚酯纤维的光谱吸收图有很大的相似之处，但可以通过聚乳酸的特征峰：1076cm-1、1179cm-1、1747cm-1，表明该纤维具有酯类特征的吸收峰，属聚酯家族。根据 C=O 基与苯环共轭，C=O 基的伸缩振动频率比上述位置高低，强度的强与弱，区分聚乳酸纤维和涤纶纤维。

5. 化学溶解

对聚乳酸纤维进行化学溶解试验，观察聚乳酸纤维在一定温度、溶解时间条件下，在一定的酸、碱、盐及有机溶剂中的溶解状态，具体见表1。

表1  聚乳酸纤维溶解性能表

注：S0——立即溶解，S——溶解，P——部分溶解，I——不溶解，△——溶胀。

在溶解试验法中，从上表可以看出，聚乳酸纤维能溶解于常温下的二氯甲烷和煮沸的二甲基甲酰胺中，可以将之与涤纶有所区别，这是鉴别聚乳酸纤维和涤纶纤维及丙纶、乙纶纤维的关键点所在。聚乳酸纤维与涤纶纤维的化学溶解性部分相同，但聚乳酸纤维属线性脂肪族类聚酯纤维，而涤纶属芳香族类聚酯纤维，这 2 种纤维在分子结构上的差异导致化学溶解性有明显的差异。